虚拟仪器的开发与设计开题报告

1、本科生毕业设计开题报告设计题目智能控制仪的设计学生姓名系、专业指导教师选题目的、价值和意义智能控制仪表的主要应用在生产流水线、实时监控与检测、养殖厂等需要自动控 制的领域，最大的特点是根据测试到的数据采取相应的动作以实现自动控制。与传统仪器仪表相比，智能控制仪表有五大特点：操作自动化，具有自动调零， 自动故障与状态检验、自动校准，自诊断及量程自动转换等，具有数据处理功能，具 有良好的人机对话功能和可程控操作能力。智能控制仪表的发展实现了生产的可靠自动控制，同时实现实时检测，节省了大 量人力物力。鉴于智能控制仪表以上的优点，本文通过智能控制仪的设计掌握其设计、开发方 法，以适应现代测控仪器发展的

2、要求。本课题在国内外的研究状况及发展趋势近年来社会进步，生产流水线都实现自动化，国内市场已经出现了多种多样智能 化测量控制仪表。测试仪器正由单台智能化逐步走向通用模块化并实现即插即用，灵 活方便地组成针对和对象的自动测试系统；对于大型科学仪器，向更高的测量精度、 高可靠性、网络化和环境适应性方向发展，目刖随着自动化水平不断提高，一些智能 仪表具备了自补偿、自诊断、故障处理等功能。智能仪表的发展趋势：微型化 多功能化 人工智能化 实现仪器仪表系统的网络化主要研究内容降压技术，将送入仪表的220V电压转换成电路稳定工作所需要的各类电压。数据的采集，通过传感器传送。数据的处理，直接将初步处理的模拟信

3、号送给PIC16F73单片机，再经过单片机 处理，通过数码管以及光柱把数据同步显示出来。单片机的端口技术，可以通过单片机对继电器实施控制，以达到自动化控制的目的。实验设计数据的采集模拟 I单片一 I显示数字转换一机处理一显示控制继电器单片机选用PIC16F73芯片，此单片机自身集成了5路AD，故不用专门的AD转 换模块，显示部分通过74HC595驱动光柱数码管同步显示，同时由三个LED指示灯 表示翻页。完成设计的条件、方法及措施完成智能控制变送仪表所需的各种元件主要有PIC16F873、24C02、HCF4051、 HCF4052、74HC595、PC817、光耦、继电器、变压器、电容、电阻、

4、二极管等相关电 路元件，相应的实验软件有PROTELL99、MPLAB等，通过网络及各种期刊查找相关 信息，应用PROTELL99绘制电路原理图，应用MAPLAB 结合外围硬件调试程序，制 出PCB板、焊接、调试通过反复实验、检测达到预期的目的。设计拟定提纲第一部分为绪论摘要部分，简述智能控制仪表的应用领域和发展前景 第二部分为主要介绍PIC16F873的应用，以及各模块的具体设计设计 第三部分为设计的总结、参考文献和附录部分。主要参考文献：【1】江晓安、董秀峰模拟电子技术西安电子科技大学出版社2002.1【2】江晓安、董秀峰、杨颂华数字电子技术西安电子科技大学出版社2002.5【3】张明峰P

5、IC单片机原理实战【4】张立科PIC单片机典型模块设计实例人民邮电出版社2005.6【5】恒星科技PIC单片机易学通【6】PIC16F873 Datasheets【7】24C02 Datasheets【8】PC817 Datasheets指导教师意见及建议签字：年月日课题答辩组意见及建议组长签字：年月日系主任意见签字：年月日注：此表由学生本人填写后交指导教师签署意见，经课题答辩组答辩通过 并签署意见，经系主任签字同意后方可开题，否则不得开题。此表作为评定成 绩的依据之一。本科生毕业设计开题报告设计题目虚拟仪器的开发与设计学生姓名系、专业指导教师选题目的、价值和意义：随着科学技术的发展，在测量领

6、域中需要不断更新测量设备，以满足越来越高的 测量要求。在我国，传统仪器技术还比较落后，大批陈旧的测试仪器等待更新。这些 仪器的测量精度和可靠性均低于国外，并且自动化程度较低。高档仪器基本上依靠国 外进口，每年都消耗国家大量外汇。并且，花大量资金购买的仪器，不是功能太少就 是应用的功能满足不了要求。这些情况无疑是浪费了投资。设想要是能将仪器稍微改 动以实现更大的使用范围该多好。但是这对于传统仪器来说是非常困难的。目前数字 示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。虽然精度高还具有数据 存储的能力，但生产工艺复杂，价格昂贵。针对以上种种情况，利用计算机以及虚拟 仪器技术，在不需要添加任

7、何硬件的情况下，根据自己的需求，设计满足不同功能的 仪器系统就具有一定的研究价值。本文基于虚拟仪器技术设计了一台虚拟数字存储示 波器，此仪器结构简单、功能丰富、价格低廉、能重复开发、具备用户自定义的优势。 同时能显示记录和存储多通道输入的波形，并且可以对波形进行数据分析和处理，具 有一定的现实意义与实际应用价值。本课题在国内外的研究状况及发展趋势：近年来，世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件，以便使用 者利用这些仪器公司提供的开发平台软件组建自己的虚拟仪器或测试系统，并编制测 试软件。最早和最具影响的开发软件，是NI公司的Labview软件和LabWindwos/CVI 开发软

8、件。LabVIEW采用图形化编程方案，是非常实用的开发软件。除了上述的优秀 开发软件之外，美国HP公司的HP-VEE和HPTIG平台软件，美国Tektronis公司的 Ez-Test和Tek-TNS软件，以及美国HEM Data公司的Snap -Marter平台软件，也是 国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台软件。在国内，这些技术仍只集中在某些大型科研机构和企业内，而且技术不够成熟， 功能应用单一。所以说虚拟仪器技术是一个比较新兴的行业，研究也正处于起步阶段。在未来，虚拟仪器及技术将成为学校教学科研的重要方法和手段，特别是在理工 科学校其应用前景非常广阔。虚拟仪器可以取代测量技术传统领域的各类仪器

9、，“没有 测量就没有鉴别，科学技术就不能前进”。虚拟仪器将会在科学技术的各个领域得到广 泛应用，对科学技术的发展和工业生产将产生不可估量的影响。主要研究内容：结合虚拟仪器技术和软件编程技术，设计并实现一个虚拟示波器。整个系统分为 硬件和软件两个部分。硬件部分采用数据采集模块与12位AD设计，软件部分利用 NI公司的Labview编程实现。本论文的研究重点放在软件的编制和实现上。本文研究的主要工作是首先进行虚拟数字存储示波器（简称为虚拟示波器）的整体 设计;掌握虚拟仪器的软件编程环境Labview的使用;用图形化编程语言Labview实现虚 拟示波器的数据采集、参数测量、频谱分析、数据存储等的设

10、计。实验设计：1、利用PROTEL实现完整的硬件设计、制版及验证。2、利用皿公司的Labview进行软件功能性设计(包括对采样信号的显示、分析、 存储等操作。并实现虚拟示波器可靠性验证)。完成设计的条件、方法及措施：条件：丰富的与之相关的著作，资料。方法：通过网络及各种期刊查找相关信息，并进行分析总结。措施：在老师的指导下，制定科学的学习计划，积极查阅相关资料，记好笔记， 完成毕业论文设计。设计拟定提纲：第一章为绪论部分，综述本文的研究背景，阐明课题的意义。第二章为虚拟示波器的软硬件介绍。第三章主要介绍虚拟示波器的各个功能模块的具体设计。第四章主要介绍虚拟示波器的各个功能模块的具体使用方法，包括数据采集、参 数测量、频谱分析、滤波和波形存储及读取等。第五章利用所设计的虚拟数字存储示波器系统进行实验，实现对采样信号的显示、 分析、存储等操作，验证所开发的虚拟示波器运行可靠。第六章为论文的总结部分。主要参考文献(研究综述：作者、题目、杂志、卷号、页码)1张爱平.Labview入门与虚拟仪器M北京:电子工业出版社，2004.52刘君华.基于Labview的虚拟仪器设计M北京:电子工业出版社，2003.13路林吉，尧家明.虚拟仪器概述J，电子技术，2000，(1):44-4